埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法及装置与流程

1.本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法及装置。


背景技术：

2.钢质管道的腐蚀是以腐蚀电池作用为主的电化学过程，存在着下面的反应：
3.阳极反应fe-2e
→
fe
2+
4.阴极反应h2o+1/2o2+2e
→
2oh-5.在阳极电流和阴极电流共同作用下，钢质管道对应的电位为-0.55vcse(自腐蚀电位)左右，当通以阴极电流后，电位极化到-0.85vcse(保护电位)，此时阳极反应(fe-2e
→
fe2+)电流为0，铁不再腐蚀。当阴极电流继续增大，电位曲线有一平滑区段，至-1.15v，这一区段就是最佳保护范围。保护电位是指阴极保护时使金属腐蚀停止(或可忽略)时所需的电位值。此项参数是借助参比电极来测量的，实践中容易实现，所以常用阴极保护电位准则判断管道阴极保护水平。
6.对远离牺牲阳极等位置阴保检测常规方法为以牺牲阳极测试桩为管道连接点，进行密间隔电位测试(cips)或密间隔试片电位测试，但此两种方法面临城市内硬化路面多，很多位置参比或试片无法布设测试的问题，此外这两种方法现场测试需要连接几百米测试线，如遇穿越道路将面临很大的测试困难。


技术实现要素：

7.本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法及装置。
8.为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
9.本发明的一方面提供了一种埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法，包括：s1，判断牺牲阳极阴极保护系统是否具有密间隔极化电位测试条件，如果具有密间隔极化电位测试条件，则执行s2；如果不具有密间隔极化电位测试条件，则执行s3或s6；s2，测量所述牺牲阳极阴极保护系统密间隔极化电位，如果极化电位达标，则确定所述牺牲阳极阴极保护系统有效；如果极化电位不达标，则确定所述牺牲阳极阴极保护系统失效，确定新增牺牲阳极参数，增加阳极地床；s3，分别测量阳极组组内单支阳极接地电阻rd及整组阳极接地电阻rz；s4，根据所述牺牲阳极阴极保护系统设计参数，计算得出组内单支阳极临界接地电阻r
d max
，及整组阳极临界接地电阻r
z max
；s5，将实际测量值与临界值进行对比，如果所述整组阳极接地电阻rz小于所述整组阳极临界接地电阻r
z max
，则确定阳极组有效；如果所述整组阳极接地电阻rz大于所述整组阳极临界接地电阻r
z max
，则确定阳极组失效；如果所述组内单支阳极接地电阻rd小于所述组内单支阳极临界接地电阻r
d max
，则此支阳极有效；如果所述组内单支阳极接地电阻rd大于所述组内单支阳极临界接地电阻r
d max
，则此支阳极失效；s6，获取待测管段的管径、长度及防腐层类型信息；s7，获取待测管段的防腐层电阻率；
s8，根据所述防腐层电阻率计算待测管段阴极保护电流需求值；s9，获取现场测量的牺牲阳极输出电流，如果所述现场测量的牺牲阳极输出电流大于等于所述待测管段阴极保护电流需求值，则确认管段阴保有效，如果所述现场测量的牺牲阳极输出电流小于所述待测管段阴极保护电流需求值，则确认管段阴保存欠保护。
10.其中，所述根据所述牺牲阳极阴极保护系统设计参数，计算得出组内单支阳极的临界接地电阻r
d max
，及整组阳极的临界接地电阻r
z max
包括：根据所述牺牲阳极阴极保护系统中管道所需最小保护距离l
min
、管道外径d以及管道所需保护电流密度i，计算所述牺牲阳极阴极保护系统整组阳极临界接地电阻r
z max
；根据所述整组阳极临界接地电阻r
z max
计算得到所述组内单支阳极临界接地电阻r
d max
。
11.其中，所述根据所述牺牲阳极阴极保护系统中管道所需最小保护距离l
min
、管道外径d以及管道所需保护电流密度i，计算所述牺牲阳极阴极保护系统整组阳极临界接地电阻r
z max
包括：通过公式计算得到管道所需最小保护电流i0：其中，d为保护钢管的外径，l为保护钢管长度，i为所需保护电流密度；通过公式计算得到阳极组临界接地电阻r
z max
：其中，i
min
为阳极组最小输出电流，i
min
＝i0；δe为阳极对管道驱动电压，δe＝阳极失效前最正开路电位值-管道最正极化电位值。
12.其中，所述根据所述整组阳极临界接地电阻r
z max
计算得到所述组内单支阳极临界接地电阻r
d max
包括：所述组内单支阳极临界接地电阻r
d max
＝nr
z max
，其中，n为组内的阳极数量。
13.其中，所述管道所需保护电流密度i通过如下方式获得：通过现场馈电试验测试或结合管道防腐层面电阻率数据获得保护电流密度，近似计算得到。
14.其中，所述根据所述防腐层电阻率计算待测管段阴极保护电流需求值包括：根据所述防腐层电阻率，查询阴极保护电流密度需求表，确定所述待测管段需求的印记保护电流密度；根据所述待测管段的管径、所述长度及所述防腐层类型信息计算防腐层面积；根据所述待测管段需求的印记保护电流密度和所述防腐层面积计算待测管段阴极保护电流需求值。
15.本发明另一方面提供了一种埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价装置，包括：判断模块，用于判断牺牲阳极阴极保护系统是否具有密间隔极化电位测试条件，如果具有密间隔极化电位测试条件，则通知极化电位测量模块；如果不具有密间隔极化电位测试条件，则通知接地电阻测量模块或获取模块；所述极化电位测量模块，用于测量所述牺牲阳极阴极保护系统密间隔极化电位，如果极化电位达标，则确定所述牺牲阳极阴极保护系统有效；如果极化电位不达标，则确定所述牺牲阳极阴极保护系统失效，确定新增牺牲阳极参数，增加阳极地床；所述接地电阻测量模块，用于分别测量阳极组组内单支阳极接地电阻rd及整组阳极接地电阻rz；第一计算模块，用于根据所述牺牲阳极阴极保护系统设计参数，计算得出组内单支阳极临界接地电阻r
d max
，及整组阳极临界接地电阻r
z max
；对比模块，用于将实际测量值与临界值进行对比，如果所述整组阳极接地电阻rz小于所述整组阳极临界接地电阻r
z max
，则确定阳极组有效；如果所述整组阳极接地电阻rz大于所述整组阳极临界接地电阻r
z max
，则确定阳极组失效；如果所述组内单支阳极接地电阻rd小于所述组内单支阳
极临界接地电阻r
d max
，则此支阳极有效；如果所述组内单支阳极接地电阻rd大于所述组内单支阳极临界接地电阻r
d max
，则此支阳极失效；所述获取模块，用于获取待测管段的管径、长度及防腐层类型信息；获取待测管段的防腐层电阻率；第二计算模块，用于根据所述防腐层电阻率计算待测管段阴极保护电流需求值；判别模块，用于获取现场测量的牺牲阳极输出电流，如果所述现场测量的牺牲阳极输出电流大于等于所述待测管段阴极保护电流需求值，则确认管段阴保有效，如果所述现场测量的牺牲阳极输出电流小于所述待测管段阴极保护电流需求值，则确认管段阴保存欠保护。
16.其中，所述第一计算模块通过如下方式根据所述牺牲阳极阴极保护系统设计参数，计算得出组内单支阳极的临界接地电阻r
d max
，及整组阳极的临界接地电阻r
z max
：根据所述牺牲阳极阴极保护系统中管道所需最小保护距离l
min
、管道外径d以及管道所需保护电流密度i，计算所述牺牲阳极阴极保护系统整组阳极临界接地电阻r
z max
；根据所述整组阳极临界接地电阻r
z max
计算得到所述组内单支阳极临界接地电阻r
d max
。
17.其中，所述第一计算模块通过如下方式根据所述牺牲阳极阴极保护系统中管道所需最小保护距离l
min
、管道外径d以及管道所需保护电流密度i，计算所述牺牲阳极阴极保护系统整组阳极临界接地电阻r
z max
：通过公式计算得到管道所需最小保护电流i0：其中，d为保护钢管的外径，l为保护钢管长度，i为所需保护电流密度；通过公式计算得到阳极组临界接地电阻r
z max
：其中，i
min
为阳极组最小输出电流，i
min
＝i0；δe为阳极对管道驱动电压，δe＝阳极失效前最正开路电位值-管道最正极化电位值。
18.其中，所述第一计算模块通过如下方式根据所述整组阳极临界接地电阻r
z max
计算得到所述组内单支阳极临界接地电阻r
d max
：所述组内单支阳极临界接地电阻r
d max
＝nr
z max
，其中，n为组内的阳极数量。
19.其中，所述管道所需保护电流密度i通过如下方式获得：通过现场馈电试验测试或结合管道防腐层面电阻率数据获得保护电流密度，近似计算得到。
20.其中，所述第二计算模块通过如下方式根据所述防腐层电阻率计算待测管段阴极保护电流需求值：根据所述防腐层电阻率，查询阴极保护电流密度需求表，确定所述待测管段需求的印记保护电流密度；根据所述待测管段的管径、所述长度及所述防腐层类型信息计算防腐层面积；根据所述待测管段需求的印记保护电流密度和所述防腐层面积计算待测管段阴极保护电流需求值。
21.由此可见，通过本发明提供的埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法及装置，将整组阳极临界接地电阻r
z max
及组内单支阳极临界接地电阻r
d max
作为评价指标，具有不用开挖，简单易行等特点，可为服役阴保系统尤其是城镇埋地管道阴保系统提供准确有效的判据；或者首先对全管段进行防腐层电阻性能测试评价，然后基于标准或实际总结的防腐层电阻率与阴极保护需求电流密度对应表识别该管段需求的阴极保护电流密度，结合全管段管径、长度等信息计算防腐层面积，进而得到全管段所需阴极保护电流i0，如果牺牲阳极输出电流i
p
大于等于i0，那么全管段达到有效阴极保护，如果牺牲阳极输出电流i
p
小于i0，那么管段存在欠保护。本发明立足于测试桩位置测试，测试桩位置是具备测试条件的，没有硬化路面限制，同时也不必拉线到测试桩外面测试，所以也不存在连接几百米测试
线的不方便，同时又可实现整体管段阴保有效性评估。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
23.图1为本发明实施例提供的埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法的流程图；
24.图2为本发明实施例提供的一种具体的埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法的流程图；
25.图3为本发明实施例提供的埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价装置的结构示意图。
具体实施方式
26.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
27.图1和图2分别示出了本发明实施例提供的埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法的流程图，结合图1和图2，本发明实施例提供的埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法，包括：
28.s1，判断牺牲阳极阴极保护系统是否具有密间隔极化电位测试条件，如果具有密间隔极化电位测试条件，则执行s2；如果不具有密间隔极化电位测试条件，则执行s3或s6。
29.具体地，对于城镇埋地管道牺牲阳极阴极保护系统的有效性评价，应首先确定有无密间隔极化电位测试条件。
30.s2，测量牺牲阳极阴极保护系统密间隔极化电位，如果极化电位达标，则确定牺牲阳极阴极保护系统有效；如果极化电位不达标，则确定牺牲阳极阴极保护系统失效，确定新增牺牲阳极参数，增加阳极地床。
31.具体地，在确定有无密间隔极化电位测试条件时，如果研究对象具备密间隔极化电位测量条件，则直接测量该阴保系统极化电位，若极化电位达标，则整个阴保系统有效；若极化电位不达标，则阴保系统无效，此时需根据保护对象条件，设计新增牺牲阳极参数，增加阳极地床。
32.s3，分别测量阳极组组内单支阳极接地电阻rd及整组阳极接地电阻rz；
33.s4，根据牺牲阳极阴极保护系统设计参数，计算得出组内单支阳极临界接地电阻r
d max
，及整组阳极临界接地电阻r
z max
。
34.作为本发明实施例的一个可选实施方式，根据牺牲阳极阴极保护系统设计参数，计算得出组内单支阳极的临界接地电阻r
d max
，及整组阳极的临界接地电阻r
z max
包括：根据牺牲阳极阴极保护系统中管道所需最小保护距离l
min
、管道外径d以及管道所需保护电流密
度i，计算牺牲阳极阴极保护系统整组阳极临界接地电阻r
z max
；根据整组阳极临界接地电阻r
z max
计算得到组内单支阳极临界接地电阻r
d max
。
35.具体地，本发明有效性判据以牺牲阳极阴极保护系统中牺牲阳极组及组内单支牺牲阳极临界接地电阻r
z max
和r
d max
为评价指标。根据阴极保护系统设计中管道所需最小保护距离l
min
，管道外径d，以及管道涂层等因素确定的管道所需保护电流密度i，计算出牺牲阳极阴极保护系统整个阳极组临界接地电阻r
z max
，由r
z max
求得阳极组内单支阳极临界接地电阻r
d max
。
36.作为本发明实施例的一个可选实施方式，管道所需保护电流密度i通过如下方式获得：通过现场馈电试验测试或结合管道防腐层面电阻率数据获得保护电流密度，近似计算得到。
37.作为本发明实施例的一个可选实施方式，根据牺牲阳极阴极保护系统中管道所需最小保护距离l
min
、管道外径d以及管道所需保护电流密度i，计算牺牲阳极阴极保护系统整组阳极临界接地电阻r
z max
包括：
38.通过公式计算得到管道所需最小保护电流i0：
[0039][0040]
其中，d为保护钢管的外径，l为保护钢管长度，i为所需保护电流密度；
[0041]
通过公式计算得到阳极组临界接地电阻r
z max
：
[0042][0043]
其中，i
min
为阳极组最小输出电流，i
min
＝i0；δe为阳极对管道驱动电压，δe＝阳极失效前最正开路电位值-管道最正极化电位值。
[0044]
根据整组阳极临界接地电阻r
z max
计算得到组内单支阳极临界接地电阻r
d max
包括：
[0045]
组内单支阳极临界接地电阻r
d max
＝nr
z max
，其中，n为组内的阳极数量。
[0046]
s5，将实际测量值与临界值进行对比，如果整组阳极接地电阻rz小于整组阳极临界接地电阻r
z max
，则确定阳极组有效；如果整组阳极接地电阻rz大于整组阳极临界接地电阻r
z max
，则确定阳极组失效；如果组内单支阳极接地电阻rd小于组内单支阳极临界接地电阻r
d max
，则此支阳极有效；如果组内单支阳极接地电阻rd大于组内单支阳极临界接地电阻r
d max
，则此支阳极失效。
[0047]
具体地，若研究对象不具备密间隔极化电位条件，则需分别测量该阳极组组内单支阳极接地电阻rd及整组阳极接地电阻rz。根据该阴保系统设计参数，通过理论计算得出组内单支阳极及整组阳极的临界接地电阻r
d max
及r
z max
，将实际测量值与临界值进行对比，若rz《r
z max
，则阳极组有效；若rz》r
z max
，则阳极组失效。同理，若rd《r
d max
，则此支阳极有效；若rd》r
d max
，则此支阳极失效。对于失效牺牲阳极组及单支牺牲阳极，可根据实际设计条件进行新增阳极地床。
[0048]
具体实现时，有效性判据具体实施过程如下：
[0049]
(1)先查得测试牺牲阳极阴极保护系统的保护钢管长l，内径d
p
，外径d，管道埋深为t，待保护管段的保护电流需求(可以通过现场馈电试验测试或结合管道防腐层面电阻率数据获得保护电流密度，近似计算得到)，管道最正极化电位值-0.85mv(cse)，土壤电阻率
为ρ；
[0050]
(2)选取合金牺牲阳极，长度为l，直径为d，构成阳极组，将阳极组铺设在管道中点处，组内共有n支阳极，n＝1-10；通过下述公式计算可得管道所需最小保护电流i0，
[0051][0052]
式中，d为保护钢管的外径，l为保护钢管长度，i为所需保护电流密度；
[0053]
(3)根据下述公式可得出阳极组临界接地电阻值r
zmax
，
[0054][0055]
式中，i
min
为阳极组最小输出电流，i
min
＝i0；δe为阳极对管道驱动电压，δe＝阳极失效前最正开路电位值-管道最正极化电位值,单支阳极临界接地电阻r
d max
＝nr
z max
；
[0056]
(4)判断这一牺牲阳极阴极保护系统中牺牲阳极是否有效，需先测量服役中阴极保护系统整组阳极接地电阻rz，若rz《r
z max
，则阳极组有效，并组内的所有单支阳极进行剩余寿命预测；若rz》r
d max
，则阳极组失效，此时，需对组内单支阳极进行接地电阻rd测量，若rd《r
d max
，则此支阳极有效，并进行剩余寿命预测，若rd》r
d max
，则此支阳极失效，需对该支阳极进行更换处理以保证阴极保护系统正常运行。
[0057]
由此可见，本发明实施例提供的埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法，将整组阳极临界接地电阻r
z max
及组内单支阳极临界接地电阻r
d max
作为评价指标，具有不用开挖，简单易行等特点，可为服役阴保系统尤其是城镇埋地管道阴保系统提供准确有效的判据。
[0058]
s6，获取待测管段的管径、长度及防腐层类型信息。
[0059]
具体地，收集待测管段的管径d、长度l及防腐层类型信息。
[0060]
s7，获取待测管段的防腐层电阻率。
[0061]
具体地，收集或者现场测试待测管段防腐层电阻率ρ，该防腐层电阻率ρ可以是基于标准或实际总结的防腐层电阻率。
[0062]
s8，根据防腐层电阻率计算待测管段阴极保护电流需求值。
[0063]
作为本发明实施例的一个可选实施方式，根据防腐层电阻率计算待测管段阴极保护电流需求值包括：根据防腐层电阻率，查询阴极保护电流密度需求表，确定待测管段需求的印记保护电流密度；根据待测管段的管径、长度及防腐层类型信息计算防腐层面积；根据待测管段需求的印记保护电流密度和防腐层面积计算待测管段阴极保护电流需求值。
[0064]
具体地，基于标准或实际总结的防腐层电阻率ρ与阴极保护需求电流密度对应表识别该管段需求的阴极保护电流密度，结合全管段管径、长度等信息计算防腐层面积，进而得到全管段所需阴极保护电流i0。
[0065]
例如：经过在北京地区现场测试与总结，得到了北京地区不同电阻率防腐层管道阴保电流需求。
[0066]
防腐层电阻率/ω
·
m2北京地区管道电流密度需求/μa/m21.5
×
1070.168.7
×
1060.311.9
×
1061.00
1.3
×
1062.007.5
×
103163.0
×
1021908
[0067]
s9，获取现场测量的牺牲阳极输出电流，如果现场测量的牺牲阳极输出电流大于等于待测管段阴极保护电流需求值，则确认管段阴保有效，如果现场测量的牺牲阳极输出电流小于待测管段阴极保护电流需求值，则确认管段阴保存欠保护。
[0068]
具体地，现场测量牺牲阳极输出电流i
p
，如果牺牲阳极输出电流i
p
大于等于i0，那么全管段达到有效阴极保护，如果牺牲阳极输出电流i
p
小于i0，那么管段存在欠保护。
[0069]
由此可见，通过本发明实施例提供的埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法，首先对全管段进行防腐层电阻性能测试评价，然后基于标准或实际总结的防腐层电阻率与阴极保护需求电流密度对应表识别该管段需求的阴极保护电流密度，结合全管段管径、长度等信息计算防腐层面积，进而得到全管段所需阴极保护电流i0，如果牺牲阳极输出电流i
p
大于等于i0，那么全管段达到有效阴极保护，如果牺牲阳极输出电流i
p
小于i0，那么管段存在欠保护。
[0070]
因此，本发明立足于测试桩位置测试，测试桩位置是具备测试条件的，没有硬化路面限制，同时也不必拉线到测试桩外面测试，所以也不存在连接几百米测试线的不方便，同时又可实现整体管段阴保有效性评估，因为通过整体管段防腐层电阻率测试结果(防腐层电阻率测试不需要连接几百米的线，也可以消除硬化路面的影响)得到其所需电流密度，按照其管段长度计算其所需电流，通过比较其与测试桩所测牺牲阳极输出电流就可确定其是否处于有效阴极保护。
[0071]
图3示出了本发明实施例提供的埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价装置的结构示意图，该埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价装置应用上述方法，以下仅对埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价装置的结构进行简单说明，其他未尽事宜，请参照上述埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法中的相关描述，参见图3，本发明实施例提供的埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价装置，包括：
[0072]
判断模块，用于判断牺牲阳极阴极保护系统是否具有密间隔极化电位测试条件，如果具有密间隔极化电位测试条件，则通知极化电位测量模块；如果不具有密间隔极化电位测试条件，则通知接地电阻测量模块或获取模块；
[0073]
极化电位测量模块，用于测量牺牲阳极阴极保护系统密间隔极化电位，如果极化电位达标，则确定牺牲阳极阴极保护系统有效；如果极化电位不达标，则确定牺牲阳极阴极保护系统失效，确定新增牺牲阳极参数，增加阳极地床；
[0074]
接地电阻测量模块，用于分别测量阳极组组内单支阳极接地电阻rd及整组阳极接地电阻rz；
[0075]
第一计算模块，用于根据牺牲阳极阴极保护系统设计参数，计算得出组内单支阳极临界接地电阻r
d max
，及整组阳极临界接地电阻r
z max
；
[0076]
对比模块，用于将实际测量值与临界值进行对比，如果整组阳极接地电阻rz小于整组阳极临界接地电阻r
z max
，则确定阳极组有效；如果整组阳极接地电阻rz大于整组阳极临界接地电阻r
z max
，则确定阳极组失效；如果组内单支阳极接地电阻rd小于组内单支阳极临界接地电阻r
d max
，则此支阳极有效；如果组内单支阳极接地电阻rd大于组内单支阳极临
界接地电阻r
d max
，则此支阳极失效；
[0077]
获取模块，用于获取待测管段的管径、长度及防腐层类型信息；获取待测管段的防腐层电阻率；
[0078]
第二计算模块，用于根据防腐层电阻率计算待测管段阴极保护电流需求值；
[0079]
判别模块，用于获取现场测量的牺牲阳极输出电流，如果现场测量的牺牲阳极输出电流大于等于待测管段阴极保护电流需求值，则确认管段阴保有效，如果现场测量的牺牲阳极输出电流小于待测管段阴极保护电流需求值，则确认管段阴保存欠保护。
[0080]
作为本发明实施例的一个可选实施方式，第一计算模块通过如下方式根据牺牲阳极阴极保护系统设计参数，计算得出组内单支阳极的临界接地电阻r
d max
，及整组阳极的临界接地电阻r
z max
：根据牺牲阳极阴极保护系统中管道所需最小保护距离l
min
、管道外径d以及管道所需保护电流密度i，计算牺牲阳极阴极保护系统整组阳极临界接地电阻r
z max
；根据整组阳极临界接地电阻r
z max
计算得到组内单支阳极临界接地电阻r
d max
。
[0081]
作为本发明实施例的一个可选实施方式，第一计算模块通过如下方式根据牺牲阳极阴极保护系统中管道所需最小保护距离l
min
、管道外径d以及管道所需保护电流密度i，计算牺牲阳极阴极保护系统整组阳极临界接地电阻r
z max
：
[0082]
通过公式计算得到管道所需最小保护电流i0：
[0083][0084]
其中，d为保护钢管的外径，l为保护钢管长度，i为所需保护电流密度；
[0085]
通过公式计算得到阳极组临界接地电阻r
z max
：
[0086][0087]
其中，i
min
为阳极组最小输出电流，i
min
＝i0；δe为阳极对管道驱动电压，δe＝阳极失效前最正开路电位值-管道最正极化电位值。
[0088]
作为本发明实施例的一个可选实施方式，第一计算模块通过如下方式根据整组阳极临界接地电阻r
z max
计算得到组内单支阳极临界接地电阻r
d max
：组内单支阳极临界接地电阻r
d max
＝nr
z max
，其中，n为组内的阳极数量。
[0089]
作为本发明实施例的一个可选实施方式，管道所需保护电流密度i通过如下方式获得：通过现场馈电试验测试或结合管道防腐层面电阻率数据获得保护电流密度，近似计算得到。
[0090]
作为本发明实施例的一个可选实施方式，第二计算模块通过如下方式根据防腐层电阻率计算待测管段阴极保护电流需求值：根据防腐层电阻率，查询阴极保护电流密度需求表，确定待测管段需求的印记保护电流密度；根据待测管段的管径、长度及防腐层类型信息计算防腐层面积；根据待测管段需求的印记保护电流密度和防腐层面积计算待测管段阴极保护电流需求值。
[0091]
由此可见，本发明实施例提供的埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价装置，将整组阳极临界接地电阻r
z max
及组内单支阳极临界接地电阻r
d max
作为评价指标，具有不用开挖，简单易行等特点，可为服役阴保系统尤其是城镇埋地管道阴保系统提供准确有效的判据；或者首先对全管段进行防腐层电阻性能测试评价，然后基于标准或实际总结的防腐层电阻率与阴极保护需求电流密度对应表识别该管段需求的阴极保护电流密度，结合
全管段管径、长度等信息计算防腐层面积，进而得到全管段所需阴极保护电流i0，如果牺牲阳极输出电流i
p
大于等于i0，那么全管段达到有效阴极保护，如果牺牲阳极输出电流i
p
小于i0，那么管段存在欠保护。
[0092]
因此，本发明立足于测试桩位置测试，测试桩位置是具备测试条件的，没有硬化路面限制，同时也不必拉线到测试桩外面测试，所以也不存在连接几百米测试线的不方便，同时又可实现整体管段阴保有效性评估。
[0093]
以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。